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OptiFDTD應(yīng)用:納米盤型諧振腔等離子體波導(dǎo)濾波器
時(shí)間:2022-01-09 21:13來源:訊技光電作者: 技術(shù)部點(diǎn)擊:次打印
簡介
表面等離子體激元(SPPs)是由于金屬中的自由電子和電介質(zhì)中的電磁場相互作用而在金屬表面捕獲的電磁波,并且它在垂直于界面的方向上呈指數(shù)衰減。[1]
與絕緣體-金屬-絕緣體(IMI)等離子波導(dǎo)相比,金屬-絕緣體-金屬(MIM)波導(dǎo)具有很強(qiáng)的光約束,對SPPs來說,其傳播距離可接受。
有許多種類的納米波導(dǎo)濾波器:齒形等離子體波導(dǎo)[2],盤型諧振腔Channel drop濾波器,矩形幾何諧振腔[3]以及環(huán)形諧振腔[4]。
MIM波導(dǎo)中,有兩種等離子體濾波器,即帶通和帶阻濾波器。
  
 
2D FDTD模擬
選擇TM偏振波激發(fā)SPPs
應(yīng)用正弦調(diào)制高斯脈沖光來模擬感興趣的波長
輸入場橫向設(shè)置為模式場剖面(使用模式求解器計(jì)算)
網(wǎng)格尺寸要小到足以研究SPPs
對于諧振器,仿真時(shí)間應(yīng)該足夠長,使時(shí)域內(nèi)的場在使用脈沖時(shí)衰減到很小的值。
用Lorentz-Drude模型對銀的色散進(jìn)行了研究。
 
納米盤諧振腔設(shè)計(jì)
  

 
模擬結(jié)果
 
輸出記錄器的功率譜*歸一化到光源。顯示波長530 nm和820 nm的兩個(gè)峰值**。
 
*Note:直接從OptiFDTD獲得的功率譜上,可以演示濾波器。傳輸光譜可以使用參考1中的方法來計(jì)算。
**Note:峰值波長處的細(xì)微差異(與參考相比)是由于使用了不同的金屬模型。
 
 
 
 
[1] Hua Lu, et al., “Tunable band-pass plasmonic waveguide filters with nanodisk resonators,” Opt. Exp. VOL. 18, NO. 17, 17922-17927 (2010)
[2] X. S. Lin, et al., "Tooth-shaped plasmonic waveguide filters with nanometeric sizes,"Opt. Lett. 33, 2874-2876 (2008);
[3] A. Hosseini, et al., “Nanoscale surface Plasmon based resonator using rectangular geometry,” Appl. Phys. Lett. 90(18), 181102 (2007).
[4] T. B. Wang, et al., “The transmission characteristics of surface plasmon polaritons in ring resonator,” Opt. Express 17(26), 24096–24101 (2009).
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